ارزیابی روش های فازی، عصبی و فازی- عصبی در تخمین تابش خورشیدی کشور
چکیده
تابش خورشیدی در تعیین محل بهینه ی نیروگاه های خورشیدی و در مطالعات زمین شناسی و اکولوژیکی عاملی تأثیرگذار بوده و پارامتر اصلی بسیاری از مدل های هواشناسی و هیدرولوژیکی می باشد. در ایران 63 ایستگاه تابش سنجی موجود است که در قیاس با گستره ی کشور تراکم پایینی برای شبکه پایش تابش خورشیدی محسوب می شود. در تحقیق حاضر به منظور افزایش تراکم شبکه تابش سنجی و در نتیجه پهنه بندی دقیق تابش خورشیدی، از اطلاعات هواشناسی موجود در ایستگاه های سینوپتیک استفاده شد. با توجه به همبستگی بالای موجود بین مشاهدات تابش خورشیدی و اطلاعات هواشناسی (ساعات آفتابی، دمای بیشینه و همبستگی معکوس بالا با متوسط فشار از سطح آب های آزاد)، از این اطلاعات جهت محاسبه ی تابش خورشیدی در ایستگاه های سینوپتیک استفاده شد. در این تحقیق از روش های عمده محاسبات نرم همچون سیستم های استنتاج فازی (fis) با خوشه بندی فازی، شبکه ی عصبی مصنوعی (ann) و سیستم های استنتاج تطبیقی عصبی-فازی (anfis) بهره گرفته شد. نتایج حاصل از روش های مذکور توسط معیارهای دقت rmse، mae و mbe مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که روش فازی سوگنو با خوشه بندی فازی rmseای برابر با 07/28 وات بر مترمربع دارد که 18% درصد بهتر از روش شبکه عصبی؛ 39% بهتر از سیستم استنتاج عصبی-فازی با تقسیم بندی گریدی و 42% درصد بهتر از خوشه بندی کاهشی است. نتایج حاصل از mae و mbe نیز حاکی از قابلیت بالای روش فازی سوگنو بود. این روش برای مدل سازی سیستم های پیچیده و غیرخطی انعطاف پذیرتر بوده و در پیش بینی مکانی تابش خورشیدی راحت تر و سریع تر (هم از نظر اجرای کاربر و هم به لحاظ نرم افزاری) قابل اجرا می باشد. تابش خورشیدی برآورد شده برای 333 ایستگاه سینوپتیک کشوری با روش کریجینگ عادی پهنه بندی شد. اطلس تابش خورشیدی حاصل از این تحقیق برای شناسایی نواحی پرتابش ایران به منظور کاربردهای مهندسی و برنامه ریزی انرژی مناسب می باشد. اطلس تابشی حاصل نشان داد که 32 درصد از مناطق کشور دارای تابش خورشیدی بالای w/m2 500 (مقدار تابش معیار برای نیروگاه های خورشیدی) هستند.